結(jié)霜工況下LNG空溫式氣化器換熱研究.pdf

1、我國天然氣工業(yè)蓬勃發(fā)展、潛力巨大，需求量與日俱增。然而我國的能源結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出“富煤、貧油、少氣”的特點(diǎn)，國內(nèi)生產(chǎn)的天然氣供不應(yīng)求。為應(yīng)對天然氣產(chǎn)不應(yīng)求的危機(jī)，我國開辟了海外天然氣市場，開始大量進(jìn)口LNG。LNG在氣化站經(jīng)過氣化器氣化后供用戶使用。不同類型的LNG氣化器各有利弊和使用條件，本文的研究對象為 LNG空溫式氣化器(AAVs)，這種氣化器結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行費(fèi)用低，使用廣泛。但是由于結(jié)霜問題，其傳熱被惡化。本文就LNG空溫式氣化器在結(jié)霜

2、工況下的換熱過程進(jìn)行了研究。
　　對比了已有的各種霜晶生長模型和霜層結(jié)構(gòu)模型，建立了霜層生長過程中能量守恒和質(zhì)量守恒方程，選擇了合適的霜層物性關(guān)聯(lián)式使得方程組封閉，再引入邊界條件和初始條件對方程進(jìn)行了求解，得出了在一定壁溫和環(huán)境空氣參數(shù)下霜層各個(gè)物性參數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律，并分析了各種因素對霜層熱阻的影響。
　　分析了空氣和翅片管表面的換熱機(jī)理，選取了合適的準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式計(jì)算翅片管與空氣間的表面換熱系數(shù)。計(jì)算了翅片管在有霜層附著后

3、的換熱效率和總的換熱系數(shù)，分析了影響空氣側(cè)總換熱系數(shù)的因素以及各個(gè)因素對換熱系數(shù)的影響。
　　分析了LNG在翅片管內(nèi)沸騰氣化的機(jī)理，對比了用于計(jì)算純物質(zhì)飽和沸騰的各種關(guān)聯(lián)式，選擇了適用于LNG氣化過程的計(jì)算模型，將天然氣看做虛擬的純物質(zhì)進(jìn)行了計(jì)算，得到了翅片管內(nèi)側(cè)流體與管壁之間的換熱系數(shù)。
　　計(jì)算了LNG空溫式氣化器內(nèi)外傳熱傳質(zhì)的相互耦合規(guī)律隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)過程，分析了翅片管內(nèi)外各個(gè)參數(shù)在不同時(shí)刻隨管長分布的規(guī)律，分析了不